Алюминий ASTM B211 2024-O: Авиационный сплав с максимальной удельной прочностью в отожженном состоянии
Алюминий марки 2024 по стандарту ASTM B211 — это легендарный авиационный сплав серии 2000 (Al-Cu-Mg), известный своим исключительным соотношением прочности к весу. В отожженном состоянии (O) сплав обладает отличной пластичностью для сложной формовки и хорошей станочностью, позволяя получать высококачественную поверхность после механической обработки. Основной недостаток — относительно низкая коррозионная стойкость, что требует применения защитных покрытий (оксидирование, покраска, обкладка чистым алюминием) в агрессивных средах. Сварка не рекомендуется из-за потери прочности и коррозионной стойкости в зоне нагрева.
Свойства материала
Общие свойства
| Свойство |
Значение |
Примечание |
| Плотность |
2,75 – 2,84 г/см³ |
Типично для деформируемых алюминиевых сплавов серии 2000 |
Механические свойства
| Свойство |
Значение |
Состояние |
Стандарт |
Форма продукта |
Примечание |
| Модуль упругости |
70,0 – 73,0 ГПа |
— |
— |
— |
Типично для деформируемых алюминиевых сплавов серии 2000 |
| Относительное удлинение при разрыве |
14,0 % |
O |
ASTM B211 |
Бар, пруток, проволока |
— |
| Относительное удлинение при разрыве (на базе 50 мм) |
16,0 % |
O |
ASTM B211 |
Бар, пруток, проволока |
A50 |
| Критическая интенсивность напряжений (Plane-Strain Fracture Toughness) |
22,0 – 35,0 МПа·√м |
— |
— |
— |
Типично для деформируемых алюминиевых сплавов серии 2000 |
| Коэффициент Пуассона |
0,33 |
— |
— |
— |
Типично для деформируемых алюминиевых сплавов серии 2000 |
| Модуль сдвига |
26,0 – 27,5 ГПа |
— |
— |
— |
Типично для деформируемых алюминиевых сплавов серии 2000 |
| Предел прочности при растяжении |
240,0 МПа |
O |
ASTM B211 |
Бар, пруток, проволока |
— |
Тепловые свойства
| Свойство |
Значение |
Примечание |
| Коэффициент линейного теплового расширения |
1,6·10⁻⁵ – 2,4·10⁻⁵ 1/К |
Типично для деформируемых алюминиевых сплавов серии 2000 |
| Температура плавления |
500,0 – 650,0 °C |
Типично для деформируемых алюминиевых сплавов серии 2000 |
| Удельная теплоемкость |
816,0 – 963,0 Дж/(кг·К) |
Типично для деформируемых алюминиевых сплавов серии 2000 |
| Теплопроводность |
112,0 – 251,0 Вт/(м·К) |
Типично для деформируемых алюминиевых сплавов серии 2000 |
Электрические свойства
| Свойство |
Значение |
Примечание |
| Электрическая проводимость |
18 000 000 – 30 000 000 С/м |
Типично для деформируемых алюминиевых сплавов серии 2000 |
| Электрическое сопротивление |
3,4·10⁻⁸ – 6,0·10⁻⁸ Ом·м |
Типично для деформируемых алюминиевых сплавов серии 2000 |
Химический состав
| Элемент |
Содержание, % |
Состояние |
Стандарт |
Форма продукта |
| Хром (Cr) |
0,10 |
O |
ASTM B211 |
Бар, пруток, проволока |
| Медь (Cu) |
3,8 – 4,9 |
O |
ASTM B211 |
Бар, пруток, проволока |
| Железо (Fe) |
0,50 |
O |
ASTM B211 |
Бар, пруток, проволока |
| Магний (Mg) |
1,2 – 1,8 |
O |
ASTM B211 |
Бар, пруток, проволока |
| Марганец (Mn) |
0,3 – 0,9 |
O |
ASTM B211 |
Бар, пруток, проволока |
| Кремний (Si) |
0,50 |
O |
ASTM B211 |
Бар, пруток, проволока |
| Титан (Ti) |
0,15 |
O |
ASTM B211 |
Бар, пруток, проволока |
| Цинк (Zn) |
0,25 |
O |
ASTM B211 |
Бар, пруток, проволока |
Технологические свойства
| Свойство |
Оценка |
| Обрабатываемость (работоспособность) |
Умеренная |
Применение: Авиационная промышленность (обшивка фюзеляжа, силовые элементы крыла, шпангоуты), высоконагруженные конструкции, требующие максимальной удельной прочности. В состоянии O используется для сложной штамповки и гидроформовки с последующим термическим упрочнением до состояний T3, T4 или T351.
Важное примечание: Сплав 2024 требует защиты от коррозии (анодирование, обкладка, покраска). Сварка не рекомендуется — применяются ниетование, болтовые соединения, клеевые технологии.
